Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1985 года по МПК G08C9/00 

ел

Эд

00 00 Изобретение относится к автоматическому контролю и преобразованию перемещений в код, а именно к преобразователям угла поворота вала в код По основному авт.св. № 922853 известен преобразователь угла поворота вали, в код, содержащий фазовращатель, к первому и второму входам которого подключены выходы источника квадратурных напряжений, генератор импульсов высокой частоты, выход которого соединен с первыми входами элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам счетчика, регистр, ийформационные входы которого соединены с выходами счетчика, формирователь импульсов, четьфе ключа и блок управления, сигнальные входы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым входами фазовращателя, сигнальные.входы третьего и четвертого ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами фазовращателя, выходы ключей соединены меяаду собой и подключены к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом блока управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого, второго, треть го и четвертого ключей, пятый и шестой выходы блока управления подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов И, седьмой выход блока управления соединен с входом сброса счетчика и входом синхронизазщи регистра. 1Влок управления вьшолнен из после довательно соединенных Дйух триггеров , одновибратора и дешифратора, вход первого триггера соеданен с вхо дом блока управления, выходы первого и второго триггеров Соединены соответственно с первым и вторым входами дешифратора, первьй: и второй выхода которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, третий выход дешифратора подключен к третьему и шестому выходам блока управления, четвертый выход которого соединен с четвертым выходом дешифратора, а пятый выход соединен с выходом первого триггера, выход одновйбратора подключен к седь кому выходу б-йока управления fl. Недостатком известного преобразователя является яойвлёние недостовер ной информации при отказе отдельных блоков. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя путем контроля его работы. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены первый и второй триггеры, элемент задержки, одновибратор и дополнительный генератор импульсов, выход которого подключен к нулевому входу первого и С-входу второго триггеров, третий выход блока управления через последовательно соединенные элемент задержки и одновибратор подключен к D-входу первого триггера, С-вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а выход подключен к D-входу второго триггера. На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - структурная схема варианта технической реализации блока управления; на .фиг. 3 - диаграммы работы преобразователя. Преобразователь угла поворота вала в код содержит источник 1 квадратурных напряжений, фазовращатель 2, первый, второй, третий и четвертый ключи 3 - 6, формирователь 7 импульсов, блок 8 управления, первый и второй элементы И 9 и 10, генератор 11 импульсов высокой частоты, счетчик 12, регистр 13, элемент 14 задеражи, одновибратор 15, первый и второй триггеры 16 и 17 и дополнительный генератор 18 импульсов низкой частоты. Блок 8 управления содержит первый и второй триггеры 19 и 20, одновибратор 21 И дешифратор 22, вход 23 первого триггера 19, выход 24 одновибратора 21, первый, второй, третий и четвертьй выходы 25 - 28 дешифратора 22 и выход 29 первого триггера 19. На диаграммах фиг, 3 позициями 30 и 31 обозначены сигналы на первом и втором входах фазовращателя 2, позициями 32 и 33 - сигналы на первом и втором выходах фазовращателя 2, позициями ЗА - 37 - напряжения на управляющих входах соответственно первого, второго, третьего и четвертого ключей 3-6, позицией 38 - выходной сигнал одновибратора 15, позицией 39 - выходной сигнал генератора 18 импульсов низкой частоты и позицией 40 - выходное напряжение пер вого триггера 16. Преобразователь работает следующим образом. На входы фазовращателя 2 от источ ника 1 подаются квадратурные напряжения 30 и 31. При этом на выходах . фазовращателя 2 появляются квадратур ные напряжения 32 и 33, сдвинутые относительно напряжений 30 и 31 источника 1 на угол поворота вала фазовращателя 2. Пусть триггеры 19 и 20, образующие двухразряд1а 1Й двоич ный счетчик, находятся в нулевом состоянии. Тогда на выходе 25 дешифратора 22 будет сигнал 1, а на ос..-... тальных выходах дешифратора 22 - сиг налы О (позиции 34 - 37 на фиг.З при ) . В этом слзгчае элементы И 9 и 10 закрыты и на входы счетчика 12 не проходят импульсы генератора 11. Через открытый ключ 3 на вход форш рователя 7 поступает напряжение с первого выхода источника 1 квадратурных напряжений. При переходе напряжения на входе формирователя 7 через нулевое значение из положительного в отрицательное (позихщя 30, на фиг. 3 при ) на выходе формирователя 7 появляется короткий импульс, который поступает на вход 23 триггера 19. .Триггер 19 переходит из нулевого состояния в единичное. Сигнал 1 с выхода 29 триггера 19 отпирает элемент И 9 по второму входу и через элемент И 9 на первый вход счетчика 12 начинают поступать импульсы генератора 11. Сигнал 1 появляется также на выходе 26 дешифратора 22, который открывает ключ 4, и на вход формирователя 7 поступает напряжение с второго выхода источника 1, При прохождении этого напряжения через нулевое значение из положнтель ного в отрицательное (позиция 31, на фиг.З при ) на выходе формирова теля 7 вновь появится импульс, по ко торому триггер 19 установится в нуле вое, а триггер 20 в единичное состоя ние. Ври таком состоянии триггеров 19 и 20 I установится на выходе 27 Дешифратора 22. О на выходе 29 три гера 9 закроет элемент И 9, а 1 яа выходе 27 дешифратора 22 откроет элемент И 10 и через него нэ второй вход счетчика 12 поступят импульсы reHepaTopia П. Этот вход является входом второго разряда счетчика 12 т.е. каждый импульс„ поступающий на второй вход счетчика 12, оказывает. такое же действие, как два импульса, поступакщие на его nepBt вход. Напряжение 1 на выходе 27 дешифратора 22 открывает ключ 5 и на вход , формирователя 7 поступает напряжение с первого выхода фазовращателя 2. При переходе этого напряжения через нулевое значение (поэиш я 32, на фиг.З при ) на выходе формирователя 7 появится импульс, триггер 19 перейдет из нулевого состояния в единичное и на выходе 2В дешифратора 22 t л It установится потенциал 1 ,а на остальных вькодах девшфратора 22 - потеяциалы 0. При этом элемент И 10 закроется, элемент И 9 откроется .и импульсы генератора 11 начнут поступать на первый вход счетчика 12. Кроме того, ключ 5 закроется, а ключ 6 откроется и на вход форм1фователя 7 поступит напряжение с второго выхода фазовращателя 2. При переходе напряжения с второго выхода фазовращателя 2 через нулевое значение из положительного & отрицательное (позиция 33, на фиг.З при выходе формирователя 7 появится импульс, в результате чего триггеры 19 и 20 вернутся в нулевое состояние, на выходе 25 дешифратора 22 вновь появится сигнал 1, ключ 6 закроется, а ключ 3 вновь откроется. Закроется элемент И 9 и импульсы генератора 11 не будут поступать на входа счетчика 12. Перепадом напряжения на выходе триггера 20 из единичного состояния в нулевое запускается одновибратор 21, на выходе 24 которого формируется импульс. По заднему фронту этого импульса происходит перезапись кода из счетчика 12 в регистр 13 и обнуление счетчика 12. На этом цикл преобразования угла поворота вала фазовращаеля 2 в код заканчивается. Резульат преобразования хранится в регисте 13 до окончания слегующего цикла. Если до окончания очередного цика преобразования генератор 18 импульов низкой частоты выработает управяющий импульс (позиция 39, на фиг.З}, о rio переднему фронту этого .импульа в триггер 17 записывается преда|ущее состояние триггера 16 и тригер 16 устанавливается в нулевое сотояние. По истечении установленного

времени задержки V после прохождения заднего фронта напряжения иа управляющем входе ключа 5 (позиция 36, на фиг. 3) выходным сигналом элемента 14 задержки запускается одновибратор 15, вырабатьшающий импульс длительностью t- (позиция 38, на фиг.З) При нормальной работе устройства интервал времени между задними фронтами напряжений на управляющих входах ключей 5 и 6 составляет четвертую часть периода Т изменения сигналов источника 1 квадратурных напряжений. Величину задержки t выбирают такой, чтобы выполнялось равенство -Ь. . Тогда при исправности источника 1, фазовращателя 2, ключей 3-6, формирователя 7 и блока 8 управления, а также линий связи между 1ШМИ задний фронт напряжения на управляющем входе ключа 6 совпадает примерно с серединой выходного импульса одновибратора 15. Напряжение с управляющего входа ключа 6 поступает на С-вход триггера 16, а выходной сигнал одновибратора 15 на Г-вход триггера 16. При нормальной работе преобразователя в момент перепада напряжения на управляющем входе ключа 6 из состояния 1 в нулевое в триггер 16 заносится единичный потенциал. По очередному управляющему импульсу генератора 18 состояние триггера 16 переписывается в триггер 17. Период Т2 повтореПИЯ импульсов генератора 18 выбирают не менее 2 . Тогда при нормальной работе хфеобразователя на выходе триггера 17 будет сохраняться единичный потеи19 ал, представляющий собой сигнал исправности.

Погрешности источника 1 квадратурных напряжений приводят к отклонению разности фаз между выходными сигналами фазовращателя 2 от Г/2. Поэтому длительность Г выходного импульса одновибратора 15 выбирают исходя из допустимьк погрешностей источника 1 . Если погрешности источника 1 превысят заданньй уровень, то задний фронт напряжения на управляющем входе ключа 6 не совпадает по времени с действием импульса одновибратора 15 и в триггер 16 запишется нулевой сигнал. Аналогично в триггер 16 будет записываться нулевой сигнал в случае неисправностей линий связи фазовращателя 2с источником 1 или с ключами 3 - 6, а также при неисправности ключей 3-6, формирователя 7 или блока 8 управления. По очередному управляющему импульсу генератора 18 в нулевое состояние будет устанавливаться также триггер 17, сигнализируя о наличии неисправности в преобразователе. При этом код угла поворота вала, хранящийся в регистре 13, будет ошибочным и не используется. В результате существенно повьппается достоверность преобразователя угла поворота вала в код. .

Помимо индикации достоверности выходного кода выходной сигнал триггера 1 7 можно использовать для управления подключением дублирующего преобразователя угла поворота вала в код.

If

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД по авт.св. № 922853, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя путем контроля его работы, в него введены первый и второй триггеры, элемент задержки, одновибратор и дополнйтель ный генератор импульсов, выход которого подключен к нулевому входу первого и С-входу второго триггеров, третий выход блока управления через последовательно соединенные элемент задержки и одновибратор подключен к D-входу первого триггера, С-вход которого соединен с четвертю выходом блока управления, а выход пощключей к D-входу второго триггера. (Л с

J1

2

Т

5

3

оЕ

f$

fa

13

5

I

.ffcnp.

17

ГУ

Риг.1

ш.2